CN117357143A - 一种可自主移动的双机械臂数字化x线摄影系统及装置 - Google Patents

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CN117357143A CN202311324779.8A CN202311324779A CN117357143A CN 117357143 A CN117357143 A CN 117357143A CN 202311324779 A CN202311324779 A CN 202311324779A CN 117357143 A CN117357143 A CN 117357143A
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范舒璇
叶兆祥
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Tianjin Medical University Cancer Institute and Hospital
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Abstract

本发明提供了一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统及装置,涉及X线摄影技术领域,该装置包括:移动底盘、安装在移动底盘上的第一机械臂和第二机械臂,以及,安装在第一机械臂上的X光机发射器和安装在第二机械臂上的X光机成像器,X光机发射器与X光机成像器配合以对患者需要拍摄的人体部位进行扫描和拍照;移动底盘下设置有自主导航部件和万向轮,自主导航部件用于对万向轮进行控制使其从待机区移动至工作区。本发明通过移动底盘、第一机械臂和第二机械臂的协作,实现该装置的自主移动和自主拍照,在水平和垂直两个方向任意调整,提高了拍摄的效率和精准度,减少了拍摄时间。

Description

一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统及装置
技术领域
本发明涉及X线摄影技术领域,具体涉及一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统及装置。
背景技术
目前,医院常用的拍摄X光片设备的体积较大,安装在手动推车上,通过移动可调节支杆结构上的X光发射装置,然后平板接收装置接收X光生成X光图像,对患者的人体进行检查,在拍摄过程中人工手动调节X光发射装置,移动搬运比较困难,现有设备无法针对多病患者进行自动拍照作业。
现有技术中,对X光发射器的调节需要依靠医生的经验来判断,导致对拍摄距离、拍摄范围以及接收板的校对等不易确定最佳参数,因此,医生无法精准控制拍摄的位置和角度,导致需反复尝试和调整,增加了拍摄时间,降低了拍摄的效率和精准度。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的技术问题之一。为此,本发明的目的在于提供了一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统及装置,具有提高拍摄效率和精准度,减少拍摄时间的优点。
技术方案:一方面,本发明提供了一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影装置,包括:
移动底盘、安装在移动底盘上的第一机械臂和第二机械臂,以及,安装在第一机械臂上的X光机发射器和安装在第二机械臂上的X光机成像器,X光机发射器与X光机成像器配合以对患者需要拍摄的人体部位进行扫描和拍照;
所述移动底盘下设置有自主导航部件和万向轮,自主导航部件用于对万向轮进行控制使其从待机区移动至工作区。
另一方面,本发明提供了一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影装置的摄影系统,包括:
所述自主导航部件包括设置在移动底盘上的磁条传感器、读卡器,以及设置在地面上的磁条和RFID标签,用于识别预定轨迹并按照预定轨迹进行移动;
所述RFID标签内存储有所述预定轨迹信息,读卡器用于读取RFID标签内存储的预定轨迹信息;
所述磁条传感器用于检测磁条的磁场强度,以确定磁条传感器与磁条的相对位置,使移动底盘沿磁条设置方向进行移动。
进一步的,所述RFID标签设置在待机区、工作区和转向区,所述磁条设置在从待机区至工作区的预定轨迹上。
进一步的,所述自主导航部件还包括激光雷达,用于识别环境障碍物并进行自主避障。
进一步的,自主导航部件用于识别环境障碍物进行自主避障包括:
所述激光雷达检测所述移动底盘在预定轨迹上移动的过程中是否存在障碍物;
若在预定轨迹上移动的过程中不存在障碍物,则所述移动底盘按照预定轨迹进行移动;
若在预定轨迹上移动的过程中存在障碍物,则向所述移动底盘发送停止指令,并规划新的移动轨迹;
基于所述新的移动轨迹,向所述移动底盘发送启动指令,并按照新的移动轨迹进行移动。
进一步的,所述向所述移动底盘发送停止指令,并规划新的移动轨迹包括:
所述移动底盘改变原始移动方向,移动到远离障碍物的区域;
依据预定轨迹的布置计算出距离预定轨迹的最短路径信息,依据所述最短路径信息规划新的移动轨迹。
进一步的,所述按照新的移动轨迹进行移动包括:
所述磁条传感器通过检测环境磁场强度来确定所述移动底盘与磁条的相对位置;
所述移动底盘按照所述最短路径信息沿磁条移动。
进一步的,X光机发射器与X光机成像器配合以对患者需要拍摄的人体部位进行扫描和拍照包括:
所述第一机械臂展开至预定扫描位置,并且所述第一机械臂上的X光机发射器上安装一个可见光摄像头,所述可见光摄像头用于按照预定路径扫描并拍摄患者的人体部位;
所述第二机械臂展开至与所述第一机械臂空间相对的位置,并且所述第二机械臂收集所述可见光摄像头拍摄的人体部位的图像信息。
进一步的,所述可见光摄像头用于按照预定路径扫描并拍摄患者的人体部位包括:
利用所述可见光摄像头扫描并采集人体图像信息和机械臂姿态信息,所述图像信息包括识别出的人体部位的数据,所述机械臂姿态信息包括所述第一机械臂转轴处的角度数据;
通过数据线缆传输至安装在所述移动底盘内部的视觉计算机,所述视觉计算机对所采集到的人体图像信息和机械臂姿态信息进行处理和分析。
进一步的,所述视觉计算机对所采集到的人体图像信息和机械姿态信息进行处理和分析包括:
将所述人体图像信息和机械臂姿态信息以秒数为基准进行采集,并每秒采集10帧数,得到第一数据帧;
将所述第一数据帧输入至所述视觉计算机中进行计算,得出人体部位匹配概率值,所述人体部位概率值包括颅部概率值、胸部概率值、腹部概率值、颈椎概率值、胸椎概率值以及腰椎概率值;
将所述第一数据帧和所述人体部位匹配概率值作为第二数据帧输入至数据帧矩阵与目标人体部位信息进行比较;
根据所述数据帧矩阵,输出与目标人体部位匹配的最大概率值的机械臂姿态信息。
进一步的,根据所述数据帧矩阵,输出与目标人体部位匹配的最大概率值的机械臂姿态信息之后,还包括:
接收拍摄结束的数据信号,所述第一机械臂和所述第二机械臂恢复至准备姿态并且所述移动底盘自主移动至待机区。
有益效果:本发明通过移动底盘以及安装在移动底盘上第一机械臂和第二机械臂之间的配合协作,其中,第一机械臂和第二机械臂处于空间上下相对的位置,利用第一机械臂上的X光机发射器和安装在第二机械臂上的X光机成像器实现该X线摄影装置的自主移动和自主拍照,减少了人工调整拍照部位和X光机发射器与X光机成像器的对中工序,并且在水平和垂直两个方向可以任意调整,使其对拍摄部位和视角的调整更加灵活,提高了拍摄的效率和精准度,减少了拍摄时间。
附图说明
图1为本发明提供的一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影装置的结构示意图;
图2为本发明提供的一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统中的移动底盘的结构示意图;
图3为本发明提供的一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统的工作流程示意图;
图4为本发明提供的一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统的整体结构示意图;
图5为本发明提供的一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统的识别目标拍摄部位的工作流程示意图。
图中:1、移动底盘;2、第一机械臂;3、第二机械臂;4、X光机发射器;41、可见光摄像头;5、X光机成像器;6、磁条;7、RFID标签;8、磁条传感器;9、读卡器;10、万向轮;11、激光雷达。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如背景技术所述,发明人发现,目前医院常用的X光拍片设备体积较大,安装在手动推车上,有一个可调节的支杆结构,支杆结构上安装有X光发射装置,平板接收装置采用电缆和X光拍片设备相联,接收板通过接收X光,来生成拍照X光图像。拍照过程采用手动操作,将接收板装置放置在病人的需拍照部位下部,通过手动调节发射装置对准病人需要拍照部位,准备完成之后,医生远离仪器,通过遥控器或者有线手柄对病人进行拍照,如果效果不理想,则需要进行重复调节X光发射装置以及拍摄位置,医护人员比较浪费体力。并且X光发射装置的调节需要依靠医生的经验来判断,导致对拍摄距离、拍摄范围以及接收板的校对等不易确定最佳参数,无法定量,较难调节。同时,无法与设备隔离,对医护人员有一定的辐射,不利于医疗人员的防护安全。
为了解决现有技术问题,本发明提供了一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统及装置,下面对本发明实施例所提供的可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统及装置进行介绍。
图1示出了本发明实施例提供的一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影装置的结构示意图。如图1所示,该可自主移动的双机械臂数字化X线摄影装置具体可以包括:
移动底盘1、安装在移动底盘1上的第一机械臂2和第二机械臂3,以及,安装在第一机械臂2上的X光机发射器4和安装在第二机械臂3上的X光机成像器5,X光机发射器4与X光机成像器5配合以对患者需要拍摄的人体部位进行扫描和拍照;
所述移动底盘1下设置有自主导航部件和万向轮10,自主导航部件用于对万向轮10进行控制使其从待机区移动至工作区。
由此,本发明通过移动底盘1以及安装在移动底盘1上第一机械臂2和第二机械臂3之间的配合协作,其中,第一机械臂2和第二机械臂3处于空间上下相对的位置,利用第一机械臂2上的X光机发射器4和安装在第二机械臂3上的X光机成像器5实现该X线摄影装置的自主移动和自主拍照,减少了人工调整拍照部位和X光机发射器4与X光机成像器5的对中工序,并且在水平和垂直两个方向可以任意调整,使其对拍摄部位和视角的调整更加灵活,提高了拍摄的效率和精准度,减少了拍摄时间。
下面结合附图对可自主移动的双机械臂数字化X线摄影装置作进一步的详细说明。
在一些实施例中,如图1所示,可自主移动的双机械臂数字化X线摄影装置主要包括移动底盘1、第一机械臂2、第二机械臂3、X光机发射器4和X光机成像器5,其中还包括在移动底盘1前后各安装的一个多线激光雷达11,用于识别环境障碍物进行自主避障,从而保障周围物品以及医护人员的安全,在X光机发射器4上安装的可见光摄像头41。第一机械臂2和第二机械臂3均为六轴轻型机械臂,该X线摄影装置在运作过程中,第一机械臂2携带X光机发射器4展开至拍摄位置,第二机械臂3携带X光机成像器5展开至拍摄位置,相互配合对患者需要拍摄的人体部位进行扫描和拍照。
如图2和图3所示,图2为本发明提供的一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统中的移动底盘的结构示意图,图3为本发明提供的一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统的工作流程示意图,移动底盘1的底部还设置有磁条传感器8、读卡器9以及万向轮10,自主导航部件包括磁条传感器8、读卡器9以及设置在地面上的磁条和RFID标签7,并且RFID标签7中存储有预定轨迹信息,预定轨迹信息包括该装置的待机区、转向区和工作区,将RFID标签7设置在待机区、工作区和转向区,磁条6设置在从待机区至工作区的预定轨迹上,读卡器9可以对RFID标签7内存储的预定轨迹信息进行读取,实现移动底盘1的定位进行精准导航,自主导航部件还包括激光雷达41,用于识别环境障碍物并进行自主避障。
基于相同的发明构思,本发明还提供了一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统。具体结合图2、图3和图4进行详细说明。
如图2、图3和图4所示,图4为本发明提供的一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统的整体结构示意图,该可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统具体可以包括:
所述自主导航部件包括设置在移动底盘上的磁条传感器、读卡器,以及设置在地面上的磁条和RFID标签,用于识别预定轨迹并按照预定轨迹进行移动;
所述RFID标签内存储有所述预定轨迹信息,读卡器用于读取RFID标签内存储的预定轨迹信息;
所述磁条传感器用于检测磁条的磁场强度,以确定磁条传感器与磁条的相对位置,使移动底盘沿磁条设置方向进行移动。
下面结合附图对可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统作进一步的详细说明。
在一些实施例中,如图1和图2所示,自主导航部件包括磁条传感器8、读卡器9以及设置在地面上的磁条和RFID标签7,并且RFID标签7中存储有预定轨迹信息,预定轨迹信息包括该装置的待机区、转向区和工作区,将RFID标签7设置在待机区、工作区和转向区,磁条6设置在从待机区至工作区的预定轨迹上,读卡器9可以对RFID标签7内存储的预定轨迹信息进行读取,实现移动底盘1的定位进行精准导航。
自主导航部件还包括激光雷达41,在移动底盘1前后各安装的一个多线激光雷达11用于识别环境障碍物进行自主避障,从而保障周围物品以及医护人员的安全,移动底盘1底部前后各安装一组磁条传感器8,其中磁条传感器8与移动底盘1居中布置。
一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统中采用自主导航部件来识别环境障碍物进行自主避障具体可以包括以下步骤:
S1、所述激光雷达检测所述移动底盘在预定轨迹上移动的过程中是否存在障碍物;
S2、若在预定轨迹上移动的过程中不存在障碍物,则所述移动底盘按照预定轨迹进行移动;
S3、若在预定轨迹上移动的过程中存在障碍物,则向所述移动底盘发送停止指令,并规划新的移动轨迹;
S4、基于所述新的移动轨迹,向所述移动底盘发送启动指令,并按照新的移动轨迹进行移动。
在一些实施例中,在X线摄影装置运作过程中,激光雷达11可以检测移动底盘1在预定轨迹上移动的过程中是否存在障碍物,识别周围环境中的障碍物进行自主避障,若X线摄影装置从待机区到转向区再到工作区的移动过程中未发现障碍物,则按照预定轨迹进行自主移动;若X线摄影装置从待机区到转向区再到工作区的移动过程中发现障碍物,则向X线摄影装置发送停止前进的指令停止移动,并规划新的移动轨迹,规划完成后X线摄影装置接收开始前进的指令开始移动,根据新的移动轨迹移动到工作区。
上述S3具体可以包括:
S3-1、所述移动底盘改变原始移动方向,移动到远离障碍物的区域;
S3-2、依据预定轨迹的布置计算出距离预定轨迹的最短路径信息,依据所述最短路径信息规划新的移动轨迹。
在一些实施例中,在X线摄影装置运作过程中,激光雷达11检测到预定轨迹上存在障碍物,移动底盘1接收到停止指令停止前进,并规划新的移动轨迹,改变原始移动方向,移动到远离障碍物的区域,具体的,可以通过移动底盘1上的磁条传感器8与磁条6之间的磁场强度变化,并结合移动底盘1的移动速度来计算出距离预定轨迹的最短路径信息,确保X线摄影装置可以顺利通过障碍物,依据最短路径信息进行移动到达工作区。
上述S4具体可以包括:
S4-1、所述磁条传感器通过检测环境磁场强度来确定所述移动底盘与磁条的相对位置;
S4-2、所述移动底盘按照所述最短路径信息沿磁条移动。
在一些实施例中,如图3所示,在X线摄影装置从待机区移动到工作区过程中,采用磁条6导航以及RFID标签7内存储的预定轨迹信息定位,磁条传感器8通过检测磁条6的磁场强度可确定磁条传感器8与磁条6的相对位置,进一步确定移动底盘1与磁条6的相对位置,移动底盘1通过调整万向轮10的方向,使移动底盘1的中心按照最短路径信息沿磁条6移动,从而实现移动底盘1自主导航,确保X线摄影装置精准快速的到达工作区,完成自主避障。
为了实现对患者需要检查的部位进行自动识别以及精准定位,X光机发射器与X光机成像器配合以对患者需要拍摄的人体部位进行扫描和拍照具体包括如下步骤:
S5、所述第一机械臂展开至预定扫描位置,并且所述第一机械臂上的X光机发射器上安装一个可见光摄像头,所述可见光摄像头用于按照预定路径扫描并拍摄患者的人体部位;
S6、所述第二机械臂展开至与所述第一机械臂空间相对的位置,并且所述第二机械臂收集所述可见光摄像头拍摄的人体部位的图像信息。
在一些实施例中,医护人员远程发送拍摄任务,任务信息包括床位信息和拍摄部位信息。接收到拍摄任务之后,X线摄影装置从待机区自主移动到工作区,第一机械臂2展开至预定扫描位置,同时语音提醒患者做好准备,第一机械臂2上的X光机发射器4上安装一个可见光摄像头41,根据预定路径移动可见光摄像头41,开始扫描患者的整体图像信息,并识别需要拍摄的部位。第二机械臂3展开至与第一机械臂2空间相对的位置,使其X光机发射器4与X光机成像器5实现自动对中,如图4所示,第二机械臂收集可见光摄像头41拍摄到的人体部位的图像信息。
上述S5具体可以包括:
S5-1、利用所述可见光摄像头扫描并采集人体图像信息和机械臂姿态信息,所述图像信息包括识别出的人体部位的数据,所述机械臂姿态信息包括所述第一机械臂转轴处的角度数据;
S5-2、通过数据线缆传输至安装在所述移动底盘内部的视觉计算机,所述视觉计算机对所采集到的人体图像信息和机械臂姿态信息进行处理和分析。
在一些实施例中,第一机械臂2首先展开至预定扫描位置,此时,可见光摄像头41位于床头,其视野包含床两侧边缘,保证人体各个部位都能被扫描到。在扫描过程中,可见光摄像头41沿床头向床末方向移动,同时采集人体图像信息和机械臂姿态信息,人体图像信息用于人体部位的识别,机械臂姿态信息用于记录所拍摄图像的第一机械臂2各关节角度的数据。将人体图像信息和机械臂姿态信息通过数据线缆传输至安装在移动底盘1内部的视觉计算机,对其进行处理和分析,其中传输方式不做限定。
作为一个示例,对于人体部位的拍摄,拍摄方式可以分为两种:第一种为自动拍摄,即第一机械臂2和第二机械臂3展开至预定扫描位置后通过数据线缆的方式向远程管理软件发送“已就位”消息,远程管理软件控制X光机发射器4实现自动扫描并拍摄;第二种为手动拍照,远程操作的医护人员设置为手动拍照模式后,首先第一机械臂2和第二机械臂3展开至扫描位置,然后通过数据线缆的方式向远程管理软件发送“已就位”消息,并提示远程操作的医护人员实施拍照,医护人员确认无误后通过远程管理软件“拍照”按钮控制X关机发射器4完成手动拍照。通过自动和人工两种方式进行拍照,一方面提高了拍摄人体部位的精准度,另一方面降低了人工移动X线摄影装置的劳动强度,避免医护人员近距离接触以及X光散射产生的辐射危害。
上述S5-2具体可以包括:
S5-2-1、将所述人体图像信息和机械臂姿态信息以秒数为基准进行采集,并每秒采集10帧数,得到第一数据帧;
S5-2-2、将所述第一数据帧输入至所述视觉计算机中进行计算,得出人体部位匹配概率值,所述人体部位概率值包括颅部概率值、胸部概率值、腹部概率值、颈椎概率值、胸椎概率值以及腰椎概率值;
S5-2-3、将所述第一数据帧和所述人体部位匹配概率值作为第二数据帧输入至数据帧矩阵与目标人体部位信息进行比较;
S5-2-4、根据所述数据帧矩阵,输出与目标人体部位匹配的最大概率值的机械臂姿态信息。
在一些实施例中,如图5所示,图5为本发明提供的一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统的识别目标拍摄部位的工作流程示意图,将可见光摄像头41采集到的人体图像信息和机械臂姿态信息以每秒采集10帧数为基准,在视觉计算机中以时间为基准组成第一数据帧,人体图像信息用于人体部位的识别,机械臂姿态信息用于记录拍摄图像的第一机械臂2各关节角度的数据,第二机械臂3与第一机械臂2处于空间相对的位置,得到第一机械臂2各关节角度的数据之后,相应的也就得到了第二机械臂3各关节角度的数据。
将第一数据帧输入至视觉计算机中进行计算,得到人体部位匹配概率值,X线摄影装置可识别的人体部位包括颅部、胸部、腹部、颈椎、胸椎以及腰椎,那么得到的匹配概率值包括颅部概率值、胸部概率值、腹部概率值、颈椎概率值、胸椎概率值以及腰椎概率值。再将人体图像信息和机械臂姿态信息与各人体部位匹配的概率值组成第二数据帧,输入至数据帧矩阵,可见光摄像头41扫描结束后,根据所拍摄的目标部位与数据帧矩阵进行比较,输出与目标部位匹配最大概率的机械臂姿态信息,完成目标人体部位的识别。
在S5-2-4之后还包括:
S5-2-5、接收拍摄结束的数据信号,所述第一机械臂和所述第二机械臂恢复至准备姿态并且所述移动底盘自主移动至待机区。
在一些实施例中,拍摄结束后,第一机械臂2和第二机械臂3恢复至准备姿态,X光机成像器5采集的图像通过数据线缆传输至远程管理软件,工作区的X线摄影装置自主移动至待机区。
由此,本发明通过移动底盘1以及安装在移动底盘1上第一机械臂2和第二机械臂3之间的配合协作,其中,第一机械臂2和第二机械臂3处于空间上下相对的位置,利用第一机械臂2上的X光机发射器4和安装在第二机械臂3上的X光机成像器5实现该X线摄影装置的自主移动和自主拍照,减少了人工调整拍照部位和X光机发射器4与X光机成像器5的对中工序,并且在水平和垂直两个方向可以任意调整,使其对拍摄部位和视角的调整更加灵活,提高了拍摄的效率和精准度,减少了拍摄时间。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质上实施的计算机程序产品的形式。其中,存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如静态随机存取存储器(Static RandomAccessMemory,简称SRAM),电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory,简称EEPROM),可擦除可编程只读存储器(Erasable ProgrammableRead Only Memory,简称EPROM),可编程只读存储器(Programmable Red-Only Memory,简称PROM),只读存储器(Read-OnlyMemory,简称ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。

Claims (11)

1.一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影装置,其特征在于,包括:
移动底盘、安装在移动底盘上的第一机械臂和第二机械臂,以及,安装在第一机械臂上的X光机发射器和安装在第二机械臂上的X光机成像器,X光机发射器与X光机成像器配合以对患者需要拍摄的人体部位进行扫描和拍照;
所述移动底盘下设置有自主导航部件和万向轮,自主导航部件用于对万向轮进行控制使其从待机区移动至工作区。
2.一种基于权利要求1所述的可自主移动的双机械臂数字化X线摄影装置的摄影系统,其特征在于,
所述自主导航部件包括设置在移动底盘上的磁条传感器、读卡器,以及设置在地面上的磁条和RFID标签,用于识别预定轨迹并按照预定轨迹进行移动;
所述RFID标签内存储有所述预定轨迹信息,读卡器用于读取RFID标签内存储的预定轨迹信息;
所述磁条传感器用于检测磁条的磁场强度,以确定磁条传感器与磁条的相对位置,使移动底盘沿磁条设置方向进行移动。
3.根据权利要求2所述的一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统,其特征在于,所述RFID标签设置在待机区、工作区和转向区,所述磁条设置在从待机区至工作区的预定轨迹上。
4.根据权利要求3所述的一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统,其特征在于,所述自主导航部件还包括激光雷达,用于识别环境障碍物并进行自主避障。
5.根据权利要求4所述的一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统,其特征在于,其中,自主导航部件用于识别环境障碍物进行自主避障包括:
所述激光雷达检测所述移动底盘在预定轨迹上移动的过程中是否存在障碍物;
若在预定轨迹上移动的过程中不存在障碍物,则所述移动底盘按照预定轨迹进行移动;
若在预定轨迹上移动的过程中存在障碍物,则向所述移动底盘发送停止指令,并规划新的移动轨迹;
基于所述新的移动轨迹,向所述移动底盘发送启动指令,并按照新的移动轨迹进行移动。
6.根据权利要求5所述的一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统,其特征在于,所述向所述移动底盘发送停止指令,并规划新的移动轨迹包括:
所述移动底盘改变原始移动方向,移动到远离障碍物的区域;
依据预定轨迹的布置计算出距离预定轨迹的最短路径信息,依据所述最短路径信息规划新的移动轨迹。
7.根据权利要求5所述的一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统,其特征在于,所述按照新的移动轨迹进行移动包括:
所述磁条传感器通过检测环境磁场强度来确定所述移动底盘与磁条的相对位置;
所述移动底盘按照所述最短路径信息沿磁条移动。
8.根据权利要求1所述的一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影装置,其特征在于,其中,X光机发射器与X光机成像器配合以对患者需要拍摄的人体部位进行扫描和拍照包括:
所述第一机械臂展开至预定扫描位置,并且所述第一机械臂上的X光机发射器上安装一个可见光摄像头,所述可见光摄像头用于按照预定路径扫描并拍摄患者的人体部位;
所述第二机械臂展开至与所述第一机械臂空间相对的位置,并且所述第二机械臂收集所述可见光摄像头拍摄的人体部位的图像信息。
9.根据权利要求8所述的一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统,其特征在于,其中,所述可见光摄像头用于按照预定路径扫描并拍摄患者的人体部位包括:
利用所述可见光摄像头扫描并采集人体图像信息和机械臂姿态信息,所述图像信息包括识别出的人体部位的数据,所述机械臂姿态信息包括所述第一机械臂转轴处的角度数据;
通过数据线缆传输至安装在所述移动底盘内部的视觉计算机,所述视觉计算机对所采集到的人体图像信息和机械臂姿态信息进行处理和分析。
10.根据权利要求9所述的一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影方法,其特征在于,所述视觉计算机对所采集到的人体图像信息和机械姿态信息进行处理和分析包括:
将所述人体图像信息和机械臂姿态信息以秒数为基准进行采集,并每秒采集10帧数,得到第一数据帧;
将所述第一数据帧输入至所述视觉计算机中进行计算,得出人体部位匹配概率值,所述人体部位概率值包括颅部概率值、胸部概率值、腹部概率值、颈椎概率值、胸椎概率值以及腰椎概率值;
将所述第一数据帧和所述人体部位匹配概率值作为第二数据帧输入至数据帧矩阵与目标人体部位信息进行比较;
根据所述数据帧矩阵,输出与目标人体部位匹配的最大概率值的机械臂姿态信息。
11.根据权利要求10所述的一种可自主移动的双机械臂数字化X线摄影系统,其特征在于,根据所述数据帧矩阵,输出与目标人体部位匹配的最大概率值的机械臂姿态信息之后,还包括:
接收拍摄结束的数据信号,所述第一机械臂和所述第二机械臂恢复至准备姿态并且所述移动底盘自主移动至待机区。
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